合金鋼種類很多，通常按合金元素含量多少分為低合金鋼（含量<5%），中合金鋼（含量5%～10%），高合金鋼（含量>10%）；按質量分為優質合金鋼、特質合金鋼；按特性和用途又分為合金結構鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼（如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼）等。

在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的矽、錳、磷、硫元素以外，還含有一定量的合金元素，鋼中的合金元素有矽、錳、鉬、鎳、硌、礬、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種，這種鋼叫合金鋼。各國的合金鋼系統，隨各自的資源情況、生產和使用條件不同而不同，國外以往曾發展鎳、硌鋼系統，我國則發現以矽、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統合金鋼在鋼的總產量中約占百分之十幾，一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類，它們是：合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼，電工用矽鋼。

調質鋼1．中碳型合金鋼，合金元素含量較低；2．強度較高；3．用於高溫螺栓、螺母材料等。

彈簧鋼1、含碳量比調質鋼高；2經調質處理，強度較高抗疲勞強度較高；3用於彈簧材料。

滾動軸承鋼1高碳型合金鋼，合金含量較高；2具有高而均勻的硬度和耐磨性；3用於滾動軸承。

合金工具鋼量具鋼1高碳型合金鋼，合金元素含量較低；2具有高的硬度和耐磨性，機加工性能好，穩定性好；3用於量具材料。

特殊性能鋼不銹鋼1低碳高合金鋼；2抗腐蝕性好；3用於抗腐蝕、部分可做耐熱材料。

耐熱鋼1低碳高合金鋼；2耐熱性能好；3用於耐熱材料、部分可做抗腐蝕材料。

低溫鋼1低碳合金鋼，根據耐低溫程度合金元素有高有低；2抗低溫性好；3用於低溫材料（專用鋼為鎳鋼）合金結構鋼一般分為調質

①調質結構鋼 這類鋼的含碳量一般約為0.25%～0.55%，對於既定截面尺寸的結構件，在調質處理（淬火加回火）時，如果沿截面淬透，則力學鉻鋼連桿

②表面硬化結構鋼 用以制造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件,如齒輪碳氮共滲回火處理

1、碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖

擊性降低，當碳含量超過0.23%時，鋼的焊接性能變壞，因此用於焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

2、矽（Si）：在煉鋼過程中加矽作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15－0.30%的矽。如果鋼中含矽量超過0.50-0.60%,矽就算合金元素。矽能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0－1.2%的矽，強度可提高15－20%。矽和鉬、鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含矽1－4%的低碳鋼，具有極高的導磁率，用於電器工業做矽鋼片。矽量增加，會降低鋼的焊接性能。

3、錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11－14%的鋼有極高的耐磨性，用於挖土機鏟鬥，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%，優質鋼要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0.055%，優質鋼要求小於0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。

6、鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

7、鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源，故應盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

8、鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變)。結構鋼中加入鉬，能提高機械性能。還可以抑制合金鋼由於淬火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

9、鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織致密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。

10、釩(V)：釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

11、鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。

12、鈮(Nb)：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現象。

13、鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用於特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁性材料。

14、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小於0.50%對焊接性無影響。

15、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、矽合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能，提高強度。

17、氮(N):氮能提高鋼的強度，低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性。

18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很象“土”，所以習慣上稱稀土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分佈和性質，從而改善瞭鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土，可提高耐磨性。

1、合金元素對A相區的影響：1）擴大A相區（Mn、Ni、Co）；2）縮小A相區（Cr、V、Mo、Si)；3）正是這個原因我們可以生產奧氏體鋼和鐵素體鋼；

        2、合金元素對S、E點的影響：凡是擴大A相區的元素均使S、E點向左下方移動；凡是縮小A相區的元素均使S、E點向左上方移動。

1、對奧氏體化的影響——大多數合金元素（鎳、鈷除外）都減緩奧氏體化過程。所以在熱處理時就需要比碳鋼更高的加熱溫度和更長的保溫時間。——碳化物不宜分解。

         2、對奧氏體晶粒大小的影響——大多數合金元素有阻礙奧氏體晶粒長大的作用。但錳和硼卻相反，可以促進奧氏體晶粒長大，所以，除錳鋼外，合金鋼在加熱時不易過熱。這樣有利於在淬火後獲得細馬氏體；也有利於適當提高加熱溫度，使奧氏體中溶有更多的合金元素增加淬透性和提高鋼的力學性能。

         3、合金元素對過奧氏體轉變的影響——除鈷外，所有合金元素都使C曲線右移，降低鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性（如圖7-4）。有些合金元素還使C曲線的形狀發生改變。另外，大多數合金元素還使Ms點下降。

合金鋼與碳鋼相比含有較多其他元素

而碳鋼主要指力學性能取決於鋼中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的鋼，有時也稱為普碳鋼或碳素鋼。

碳鋼也叫碳素鋼，含碳量WC小於2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的矽、錳、硫、磷按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又分為建築結構鋼和機器制造結構鋼兩種按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼（WC ≤ 0.25%）,中碳鋼（WC0.25%——0.6%）和高碳鋼（WC>0。6%）按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼（含磷、硫較高）、優質碳素鋼（含磷、硫較低）和高級優質鋼（含磷、硫更低）一般碳鋼中含碳量較高則硬度越高，強度也越高，但塑性較低。

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